太強了！分散式Elasticsearch叢集資料遷移企業案例

技术颜良發表於2024-04-04
分散式Elasticsearch

太強了！分散式Elasticsearch叢集資料遷移企業案例


Linux運維之旅
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20篇原創內容

01—背景介紹在現代企業架構中，資料的可靠性、安全性以及高效遷移成為了運維管理和業務連續性的核心考量因素。Elasticsearch作為一種高效能、分散式、開源的搜尋引擎和資料分析引擎，廣泛應用於日誌分析、實時搜尋、商業智慧等領域。隨著資料的增長和業務需求的變化，資料遷移在生產環境中顯得尤為重要，比如進行叢集擴容、資料分割槽調整、跨地域遷移等場景。Elasticsearch自身內建了一套強大的資料備份與恢復機制，即Snapshot（快照）和Restore（恢復）功能。Snapshot API允許管理員在指定的Repository（倉庫）中建立資料的只讀快照，這個過程對正在執行的叢集影響較小，且可以實現增量備份，大大提升了備份效率和資源利用率。Repository可以基於多種儲存後端，如共享檔案系統（如NFS）、雲端儲存服務（如Amazon S3、Azure Blob Storage等）。當需要進行資料遷移時，Snapshot和Restore功能提供了無縫的資料遷移途徑。首先，透過Snapshot API在源叢集上建立一個或多個索引的快照，並將其儲存在共享的Repository中。然後，在目標叢集上註冊相同的Repository，並透過Restore API將快照恢復到目標叢集。這種方式不僅能保證資料的完整性，還允許靈活選擇遷移的資料範圍和時間點，極大地方便了運維人員在保持服務連續性的同時進行資料遷移操作。綜上所述，Elasticsearch自帶的Snapshot和Restore機制是進行資料遷移的理想工具，它既能滿足大規模資料遷移的需求，又能確保資料遷移過程中服務的穩定性及資料一致性，從而在實際應用中得到了廣泛的採用和好評。02

—

遷移架構

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03

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環境準備

  • 作業系統：CentOS7

  • ES版本：7.10

  • NFS版本：2.5.1

一、NFS服務部署1. 安裝NFS服務軟體包

yum
install nfs-utils rpcbind

2. 建立共享目錄並授權

mkdir /mnt/es
chown -R elastic:elastic /mnt/es

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3. 修改NFS配置檔案 
vi /etc/exports
/mnt/es *(rw,sync,no_root_squash,no_subtree_check)
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4. 啟動NFS服務並設定開啟自啟動 
systemctl start rpcbind
systemctl start nfs-server
systemctl enable rpcbind
systemctl enable nfs-server
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5. 客戶端掛載NFS共享目錄（源目標ES的所有節點都需要配置） 
mkdir /mnt/es
chown -R elastic:elastic /mnt/es
mount -t nfs 10.78.23.111:/mnt/es /mnt/es
showmount -e 10.78.23.111

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6. 功能驗證，在任意一臺es節點的掛載目錄上建立資料夾並新建檔案，檢視是否同步到所有的es節點上，可藉助ansible的功能批次檢查源和目標上所有的es節點的機器。如下： 
mkdir /mnt/es/test/1.txt
echo "123" > /mnt/es/test/.1txt

ls -l /mnt/es/test/1.txt
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ansible -i /etc/ansible/hosts es-qy-all   -m shell -a  'ls -l /mnt/es/test/1.txt'
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備註：須確保源叢集和目標叢集的共享目錄的使用者和使用者組id保持一致，否則資料恢復會有許可權問題。

# 建立使用者組並設定組id為1010
groupadd -g 1010 elastic

#常見使用者id為1010，並加入到組id為1010的車
useradd -u 1010 -g 1010 -G elastic elastic

二、ES叢集和Kibana部署

略（後續會單獨出一期ES分散式叢集的部署教程）

04

—

操作過程

一、全量備份

1. 源端叢集插入測試資料（生產環境真實資料遷移可忽略）

1.1 建立索引（測試資料以es_test_index索引為例，生產環境需替換為真實的索引資料）如下：

PUT es_test_index
{
  "settings": {
    "number_of_shards": 2,
    "number_of_replicas": 2
  },
  "mappings": {
    "properties": {
      "title": {
        "type": "text"
      },
      "content": {
        "type": "text"
      },
      "author": {
        "type": "keyword"
      }
    }
  }
}

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1.2 插入資料

POST /es_test_index/_bulk
{ "index": { "_id": "1" } }
{ "title": "title1", "content": "a123456", "author": "張三1" }
{ "index": { "_id": "2" } }
{ "title": "title2", "content": "b123456", "author": "張三2" }
{ "index": { "_id": "3" } }
{ "title": "title3", "content": "c123456", "author": "張三3" }
{ "index": { "_id": "4" } }
{ "title": "title4", "content": "d123456", "author": "張三4" }
{ "index": { "_id": "5" } }
{ "title": "title5", "content": "e123456", "author": "張三5" }

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1.3 檢視資料

GET es_test_index/_search

  "query": {
    "match_all": {
    }
  }
}

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2. 源端叢集建立倉庫（Repository）

2.1 在es的配置檔案末尾新增此配置

vim elasticsearch.yml
path.repo: ["/mnt/es"]

2.2 註冊快照儲存庫

PUT _snapshot/es_backup_repo
{
  "type": "fs",
  "settings": {
    "location": "/mnt/es",
    "compress": true
  }
}

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2.3 檢視快照儲存庫

GET _snapshot

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3. 源端叢集建立快照（Snapshot）

3.1 建立快照

PUT _snapshot/es_backup_repo/es_snapshot
{
  "indices": "es_test_index",
  "ignore_unavailable": true,
  "include_global_state": true
}

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備註：如需備份多個索引SQL如下：

PUT _snapshot/my_backup_repo/my_snapshot?wait_for_completion=true
{
  "indices": "my_index1,my_index2",
  "ignore_unavailable": true,
   "include_global_state": true
}

  • wait_for_completion=true時會一直阻塞直到快照完成，kibana執行時超時為30秒，超時後快照依然會在後。臺執行。

  • ignore_unavailable為建立快照時忽略不存在的索引。

  • indices為指定需要備份的索引（多個用逗號隔開），不指定則會備份所有的es索引庫資料。

3.2 檢視快照資訊

GET  _snapshot/es_backup_repo/es_snapshot

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3.3 檢視所有快照的全部資訊

GET _snapshot/es_backup_repo/_all?pretty

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4. 目標叢集恢復全量資料

4.1 在目標叢集檢視共享的快照備份資料（可藉助ansible批次檢視）

ls -l /mnt/es

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4.2 目標節點全部新增倉庫配置

vim elasticsearch.yml
path.repo: ["/mnt/es"]

4.3 目標ES叢集建立快照庫

PUT _snapshot/es_backup_repo
{
  "type": "fs",
  "settings": {
    "location": "/mnt/es",
    "compress": true
  }
}

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4.4 執行資料恢復

POST  _snapshot/es_backup_repo/es_snapshot/_restore

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5. 在目標叢集驗證資料是恢復

GET es_test_index/_search
{
  "query": {
    "match_all": {}
  }
}

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二、增量備份

1. 插入增量資料（生產環境真實資料遷移可忽略）

1.1在上面的es_test_index插入增量資料

POST /es_test_index/_bulk
{ "index": { "_id": "11" } }
{ "title": "title11", "content": "a1123456", "author": "張三11" }
{ "index": { "_id": "12" } }
{ "title": "title12", "content": "b1123456", "author": "張三12" }
{ "index": { "_id": "13" } }
{ "title": "title13", "content": "c1123456", "author": "張三13" }
{ "index": { "_id": "14" } }
{ "title": "title14", "content": "d1123456", "author": "張三14" }
{ "index": { "_id": "15" } }
{ "title": "title15", "content": "e1123456", "author": "張三15" }

1.2 新增一個新的es索引es_test_index_1，並插入增量資料

PUT es_test_index_1
{
  "settings": {
    "number_of_shards": 2,
    "number_of_replicas": 2
  },
  "mappings": {
    "properties": {
      "title": {
        "type": "text"
      },
      "content": {
        "type": "text"
      },
      "author": {
        "type": "keyword"
      }
    }
  }
}
POST /es_test_index_1/_bulk
{ "index": { "_id": "1" } }
{ "title": "title21", "content": "a2123456", "author": "張三21" }
{ "index": { "_id": "2" } }
{ "title": "title22", "content": "b2123456", "author": "張三22" }
{ "index": { "_id": "3" } }
{ "title": "title23", "content": "c2123456", "author": "張三23" }
{ "index": { "_id": "4" } }
{ "title": "title24", "content": "d2123456", "author": "張三24" }
{ "index": { "_id": "5" } }
{ "title": "title25", "content": "e2123456", "author": "張三25" }

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2. 源端建立快照（Snapshot）

PUT _snapshot/es_backup_repo/es_snapshot_1
{
  "indices": "es_test_index,es_test_index_1",
  "ignore_unavailable": true,
  "include_global_state": true
}

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3. 目標叢集恢復增量資料

3.1 檢視快照資訊

GET _snapshot/es_backup_repo/_all

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3.2 關閉目標叢集和源叢集有重複的es索引，目標叢集沒有的無需關閉

POST es_test_index/_close

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3.3 目標叢集執行資料恢復

POST  _snapshot/es_backup_repo/es_snapshot_1/_restore

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3.4 開啟上面關閉的索引

POST es_test_index/_open

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4. 目標叢集驗證es資料是否增量同步完成

GET es_test_index/_search
{
  "query": {
    "match_all": {}
  }
}

GET es_test_index_1/_search
{
  "query": {
    "match_all": {}
  }
}

05

—

企業案例

1. 定時恢復增量資料到目標叢集

#!/bin/bash


ES_ENDPOINT="http://10.78.23.111:9200"
REPOSITORY_NAME="my_backup_repo"
SNAPSHOT_DATE_FORMAT="daily_snapshot_%Y%m%d"
RESTORE_INDEX_PATTERN=""

# 獲取前一天日期作為快照恢復的時間戳
YESTERDAY=$(date --date='1 day ago' +%Y%m%d)
SNAPSHOT_TO_RESTORE="${SNAPSHOT_DATE_FORMAT//%Y%m%d/$YESTERDAY}"
RESTORED_INDICES_PATTERN="^(${SNAPSHOT_TO_RESTORE}_.*|.*$)"  # 匹配快照恢復後的索引名稱

# 檢查昨天的快照是否存在
SNAPSHOT_EXISTS=$(curl -s -u elastic:elastic "${ES_ENDPOINT}/_snapshot/${REPOSITORY_NAME}/${SNAPSHOT_TO_RESTORE}" | jq -e '.snapshots | length > 0')

if [ "$SNAPSHOT_EXISTS" = "true" ]; then
  echo "Closing indices that will be affected by the restore process..."
  
  # 獲取將要恢復的索引列表並關閉它們
  AFFECTED_INDICES=$(curl -s -u elastic:elastic "${ES_ENDPOINT}/_cat/indices?v&h=index" | grep -E $RESTORED_INDICES_PATTERN)
  for INDEX_NAME in $AFFECTED_INDICES; do
    curl -X POST "${ES_ENDPOINT}/${INDEX_NAME}/_close" -u elastic:elastic
  done

  echo "Restoring snapshot ${SNAPSHOT_TO_RESTORE}..."
  

  curl -X POST "${ES_ENDPOINT}/_snapshot/${REPOSITORY_NAME}/${SNAPSHOT_TO_RESTORE}/_restore" \
  -u elastic:elastic \
  -H 'Content-Type: application/json' \
  -d'{
    "indices": "*",
    "ignore_unavailable": true,
    "include_global_state": true
  }'
  echo "Snapshot ${SNAPSHOT_TO_RESTORE} restored successfully."

  echo "Opening the restored indices..."
  
  # 重新開啟已恢復的索引
  for INDEX_NAME in $AFFECTED_INDICES; do
    curl -X POST "${ES_ENDPOINT}/${INDEX_NAME}/_open" -u elastic:elastic
  done

  echo "Affected indices opened successfully."
else
  echo "Snapshot ${SNAPSHOT_TO_RESTORE} does not exist. Skipping restore process."
fi

exit 0

指令碼獲取方式

後臺回覆：es遷移指令碼

後臺回覆：es遷移指令碼

後臺回覆：es遷移指令碼

MUSIC

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♬..♩~ ♫. ♪..

END

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